有向非巡回グラフ（DAG）の理解

有向非巡回图(DAG)是一种数据结构，由顶点和边组成，每条边都从一个顶点指向另一个顶点，确保没有循环。这意味着不可能从任何顶点出发并以某种方式遍历图形，使您回到起始顶点。DAG在各种应用中使用，包括数据处理、调度，最近还作为某些类型的分布式分类帐的基础。

分散台帳の文脈において、DAGは異なる参加者によって同時に台帳の異なる部分が更新されることを可能にします。これは、ブロックが順次追加される従来のブロックチェーン技術とは異なります。DAGベースのシステムでは、トランザクションが直接互いにリンクされており、これによりネットワークの速度と拡張性が大幅に向上する可能性があります。

IOTAのタングルは、IoTエコシステム向けに設計されたDAGの特定の実装です。タングルでは、各トランザクションが直接2つ前のトランザクションを確認します。この構造はネットワークのスケーラビリティに貢献するだけでなく、トランザクションを行う行為自体が前のトランザクションの検証を含むため、マイナーの必要性もなくなります。

TangleなどのDAGシステムにおける検証プロセスは、直接確認される2つの取引の整合性をチェックするだけでなく、ネットワークの歴史の大部分を間接的に確認します。これにより、活動が多ければ多いほど、ネットワークはより速く、より安全になる自己調整ネットワークが形成されます。

DAG構造体の並列処理能力により、順次ブロックの追加が不要であるため、IOTAのタングルが高いスケーラビリティとスループットを実現し、IoTの典型的な高ボリューム、低価値取引に適しています。

もつれと従来のブロックチェーン

BitcoinやEthereumで使用されている従来のブロックチェーン技術は、データをブロックに構造化し、新しいブロックを前のブロックにリンクさせてチェーンを形成します。この構造により、マイナーは新しいブロックを検証してチェーンに追加する必要があり、時間とエネルギーを消費するプロセスとなり、潜在的なボトルネックやスケーラビリティの問題を引き起こす可能性があります。

対照的に、IOTAのタングルはDAG技術に基づいており、トランザクションをブロックに整理したりマイニングを必要としません。代わりに、各トランザクションは個別にネットワークに追加され、直接2つ前のトランザクションを確認します。このメカニズムにより、並列処理が可能となり、トランザクション確認時間が大幅に短縮されます。

Tangleと従来のブロックチェーンとの主な違いの1つは、合意がどのように達成されるかです。ブロックチェーンでは、合意は通常、リソースを多く必要とするProof of Work（PoW）またはProof of Stake（PoS）メカニズムを通じて達成されます。Tangleでは、合意はトランザクションプロセスの本質的な部分であり、各トランザクションは有効と見なされるためには他の2つのトランザクションを検証する必要があります。

このコンセンサスメカニズムの違いは、ネットワーク手数料にも影響します。従来のブロックチェーンでは、マイナーやバリデーターにインセンティブを与えるために取引手数料が必要になることが多く、ピーク時には法外な高額になる可能性があります。Tangleの設計により、ユーザーは他のトランザクションを検証することでネットワークのセキュリティに貢献するため、トランザクション手数料なしで動作できます。

従来のブロックチェーンと比較したTangleのスケーラビリティも大きな利点です。Tangleに追加されるトランザクションが増えると、トランザクションを処理するネットワークの能力が向上しますが、従来のブロックチェーンは、トランザクション量が増えるにつれて速度が遅くなり、混雑する可能性があります。

タングルが手数料無料の取引を可能にする方法

タングルのユニークな構造は、各トランザクションが2つ前のトランザクションを確認するため、専用のマイナーやバリデータは不要となります。これが、IOTAが手数料なしでトランザクションを実現できる根本的な理由です。従来のブロックチェーンネットワークでは、トランザクション手数料がマイナーに対してトランザクションの検証やネットワークのセキュリティを確保するために消費された計算パワーを補償するために使用されています。

IOTAのTangleでは、取引を行う行為には、本質的に以前の2つの取引の検証が含まれます。これは、ネットワーク内のすべての参加者が、ネットワークのセキュリティおよび検証プロセスにも貢献していることを意味します。その結果、ネットワークは取引手数料の形で別のインセンティブを提供する必要はありません。

IOTAの取引手数料の不在は、IoTに特に適しており、デバイスがしばしば少額のデータや価値を送信する必要がある場合に適しています。 このような場合、わずかな取引手数料でさえ、システムを実用的でなくする可能性があります。 手数料のない取引は、多くのマイクロトランザクションを可能にし、IoT経済にとって重要な機能です。

Tangleのスケーラビリティは、手数料のかからない取引をさらにサポートします。ネットワークが成長し、より多くのトランザクションが行われると、トランザクションを処理するネットワークの容量が増加します。これは、取引量の増加により手数料が高くなり、確認時間が長くなる従来のブロックチェーンとはまったく対照的です。

Tangleの設計は、手数料無料の取引モデルを備えており、マイクロトランザクションの普及をサポートするだけでなく、IoT内での新しいビジネスモデルやアプリケーションの開発を促進します。これにはリアルタイムのデータ取引、シームレスな機械間取引、リソース共有と管理へのより細かいアプローチが含まれるかもしれません。

ハイライト

• Directed Acyclic Graph（DAG）は、IOTAのTangleの基本的な構造であり、台帳の複数の部分が同時に更新されることを可能にし、拡張性と取引速度を向上させます。
• Tangleは、DAGのIOTA実装であり、各トランザクションが直接2つ前のトランザクションを確認することで、ネットワークのスケーラビリティが向上し、マイナーの必要性がなくなります。
• 従来のブロックチェーンはトランザクションを連続したブロックに整理しますが、Tangleの構造により並列トランザクション処理が可能となり、確認時間が短縮されネットワークのスループットが向上します。
• タングル内でのコンセンサスは、従来のブロックチェーンがProof of WorkやProof of Stakeのようなリソース集約型のメカニズムに依存するのとは対照的に、トランザクションプロセス自体を通じて内在的に達成されます。
• タングルの設計により、取引手数料がかからない取引が可能となっています。なぜなら、取引を行う行為自体が他者の検証を含んでおり、マイナーや検証者にインセンティブを与えるための取引手数料の必要性がなくなっているからです。
• 取引手数料の不在は、IOTAを特にIoTに適したものにし、膨大な数のマイクロトランザクションを可能にし、新しいIoT中心のビジネスモデルやアプリケーションをサポートしています。
• Tangleがより多くの取引で成長するにつれて、取引処理能力が増加し、増加したボリュームが高い手数料や遅い確認時間につながる従来のブロックチェーンとは対照的です。